艾默生質(zhì)量流量計(jì)是一種熱導(dǎo)式儀表早在本世紀(jì)初,托馬斯(Thomas)提出了它的原型,后幾經(jīng)變革慚趨完善。目前許多國(guó)家有這類流星計(jì)的工業(yè)產(chǎn)品,廠泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)實(shí)驗(yàn)的領(lǐng)域。雖具體結(jié)構(gòu)各有差異,但其原理是基本一致的。我國(guó)自1976年以來,也已有幾種產(chǎn)品陸續(xù)間世,較多地應(yīng)用于原子能工業(yè)及半導(dǎo)體制造工業(yè)。我們?cè)糜?0大氣壓微型催化反應(yīng)裝置中計(jì)量氫氣流量,己取得了成功的經(jīng)驗(yàn)。若能把它推廣應(yīng)用于石油、化工業(yè)的各個(gè)方面必將收到良好的效益。 這種艾默生質(zhì)量流量計(jì)的基本原理是在一很小直徑(4毫米)的薄壁金屬管(常用不繡鋼、純鎳或蒙乃爾臺(tái)金等耐蝕合金)的外壁,對(duì)稱繞上四組電阻絲,相互聯(lián)接組成惠斯頓電橋(見下圖),其守橋留繞組l與繞組3分內(nèi)、外兩層平繞于管了左側(cè)(上游),繞組2與6則同樣地繞于管子的右側(cè)(下游)。接上值電流的直流電源后,電流通過繞組而致升溫,沿金屆導(dǎo)管軸向形成一個(gè)對(duì)稱分布的溫度場(chǎng)(圖中實(shí)線所示)。當(dāng)氣體流經(jīng)導(dǎo)管時(shí)因氣體吸熱而使上游管壁溫度下降,通過下游時(shí)氣體放熱,管壁溫度上升,導(dǎo)致了溫度場(chǎng)的變異,即溫度高點(diǎn)位置向右偏移(圖中虛線所示)。電阻絲采用電阻溫度系數(shù)較大的材料能靈敏地反映溫度的變化而使電橋失去平衡。 艾默生質(zhì)量流量計(jì)的檢定,一般是通過流量標(biāo)準(zhǔn)裝置來進(jìn)行的,流量標(biāo)準(zhǔn)裝置可分為靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法兩類。對(duì)于液體流量測(cè)量的艾默生質(zhì)量流量計(jì)常采用液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行檢定。其方法有: (1)靜態(tài)稱量(質(zhì)量)法,用“質(zhì)量法液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置”,在測(cè)量時(shí)間間隔內(nèi),經(jīng)換向器進(jìn)入稱量容器的液體質(zhì)量。 (2)艾默生質(zhì)量流量計(jì)靜態(tài)容積加密度計(jì)法,用“容積法液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置”,在測(cè)量時(shí)間間隔內(nèi),經(jīng)換向器流入定容容器的液體液體體積量,同時(shí)測(cè)出檢定介質(zhì)的密度,然后經(jīng)過計(jì)算,以求得質(zhì)量流量。 (3)標(biāo)準(zhǔn)體積管加密度計(jì)法,用“體積管法液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置”,在測(cè)量時(shí)間間隔內(nèi),液體直接流入定容容器—標(biāo)準(zhǔn)體積管,同時(shí)測(cè)出檢定介質(zhì)的密度,然后經(jīng)過計(jì)算,以求得質(zhì)量流量的方法。 艾默生質(zhì)量流量計(jì)是根據(jù)牛頓第二定律的原理制作的,從力學(xué)角度來說,質(zhì)量是物體慣性的量度。物體受外力作用,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化,其變化量的大小與質(zhì)量有關(guān). 測(cè)量運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)時(shí)間的變化率; 即可測(cè)得質(zhì)量流量,據(jù)此可以創(chuàng)造多種結(jié)構(gòu)的質(zhì)設(shè)流量計(jì). 動(dòng)量矩式質(zhì)量流量汁是用流體動(dòng)量矩的變化反映質(zhì)量流量的. 其典型結(jié)構(gòu)是在儀表殼內(nèi)存一個(gè)主動(dòng)輪和一個(gè)從動(dòng)倫,分別裝在短軸上,電動(dòng)機(jī)以恒定角速度 驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪. 設(shè)流體的等效旋轉(zhuǎn)半徑為l ,則流體的平均流速 。若流體的質(zhì)量為m,則動(dòng)量矩J=m = 。由于從動(dòng)輪被彈簧限制,不能旋轉(zhuǎn),所以測(cè)出彈簧的制動(dòng)力短即可反映動(dòng)量矩。此動(dòng)量矩對(duì)時(shí)間的變化率 . 因 系定值, 故測(cè)量 即可反映質(zhì)量流量M= 。而慣性方式艾默生質(zhì)量流量計(jì)一般是利用被則流體流經(jīng)以等速轉(zhuǎn)功的可動(dòng)測(cè)量管件時(shí),得到一個(gè)附加加速度,從而可動(dòng)管件管壁受到流體給的與加速度反方向的慣性力,此慣性力與質(zhì)量流量成比例, 由測(cè)量慣性力或慣性力矩可測(cè)得質(zhì)量流量。與雙渦輪艾默生質(zhì)量流量計(jì)相比較,動(dòng)量矩和慣性力式艾默生質(zhì)量流量計(jì)都需要外能源才能工作。達(dá)一類流量計(jì)目前發(fā)展較快和應(yīng)用較廣的是一種被稱為科里奧利式艾默生質(zhì)量流量計(jì),它是通過測(cè)量科里奧利力的變化來反映質(zhì)量流量大小的。 |